CA6140车床杠杆设计说明书

前言
机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。

因此，他在我们的大学三年生活中占有重要的地位。

机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。

对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。

生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。

对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的给以性能。

本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。

就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。

由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。

目录
1、杠杆加工工艺规程设计............................................................................................................ - 2 -
1.1零件的分析....................................................................................................................... - 2 -
2、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 ........................................................................ - 3 -
2.1确定毛坯的制造形式....................................................................................................... - 3 -
2.2确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差 ........................................................................... - 3 -
3.1基面的选择....................................................................................................................... - 4 -
4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ........................................................................ - 6 -
5、确定切削用量............................................................................................................................ - 6 -
6、确定基本工时.......................................................................................................................... - 16 -
7、工艺卡片.................................................................................................................................. - 21 -
8、专用夹具设计.......................................................................................................................... - 21 -
8.1加工工艺孔Φ25夹具设计............................................................................................ - 21 -
8.2小结................................................................................................................................. - 26 - 总结................................................................................................................................................ - 27 - 参考文献........................................................................................................................................ - 28 - 致谢.............................................................................................................................................. - 29 -
1、杠杆加工工艺规程设计
1.1零件的分析
1.1.1零件的作用
题目所给的零件是CA6140车床的杠杆。

它位于车床制动机构中，主要起制动作用。

杠杆一端与制动带连接，另一端通过刚球与齿条轴的凸起（或凹槽）相接触，当离合器脱开时，齿条轴与杠杆下端接触，是起逆时针方向摆动，将制动带拉紧；当左右离合器中任一个接合时，杠杆都顺时针方向摆动，使制动带放松，从而达到制动的目的。

1.1.2零件的工艺分析
零件图如下所视
零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，所以对于杠杆的需要加工表面以及加工表面的位置要求。

现分析如下：
（1）主要加工面：
1）小头钻Φ0.023025+以及与此孔相通的Φ14阶梯孔、M8螺纹孔；
2）钻Φ0.1012.7+锥孔及铣Φ0.1012.7+锥孔平台；
3）钻2—M6螺纹孔；
4）铣杠杆底面及2—M6螺纹孔端面。

（2）主要基准面：
1）以Φ45外圆面为
基准的加工表面
这一组加工表面包括：Φ0.023025+的孔、杠杆下表面
2）以Φ0.023025+的孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：Φ14阶梯孔、M8螺纹孔、Φ0.1012.7+锥孔及Φ0.1012.7+锥孔平台、
2—M6螺纹孔及其倒角。

其中主要加工面是M8螺纹孔和Φ0.1012.7+锥孔平台。

杠杆的Φ25孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。

现分述如下：
本套夹具中用于加工Φ25孔的是立式钻床。

工件以Φ25孔下表面及Φ45孔外圆面为定位基准，在定位块和V 型块上实现完全定位。

加工Φ25时，由于孔表面粗糙度为1.6a R m μ=。

主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。

本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工Φ12.7是立式铣床。

工件以0.023025+Φ 孔及端
面和水平面底为定位基准，在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。

加工表面：包括粗精铣宽度为30mm 的下平台、钻Ф12.7的锥孔，由于30mm 的下平台的表面、孔表面粗糙度都为 6.3a R m μ=。

其中主要的加工表面是孔Ф12.7，要用Ф12.7钢球检查。

本套夹具中用于加工与Φ25孔相通的M8螺纹底孔是用立式钻床。

工件以0.023025+Φ孔
及其下表面和宽度为30mm 的下平台作为定位基准，在大端面长圆柱销、支承板和支承钉上实现完全定位。

加工M8螺纹底孔时，先用Φ7麻花钻钻孔，再用M8的丝锥攻螺纹。

2、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
2.1确定毛坯的制造形式
由零件要求可知，零件的材料为HT200，考虑到本零件在具体工作的受力情况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。

2.2确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差
根据《机械制造工艺设计手册》，灰铸铁的公差等级及机械加工余量按表5—3和表5—4确定。

要确定的尺寸公差及机械加工余量先确定如下各项因素。

（1） 铸件机械加工余量 该值由铸件的成型方法和材料确定，成型方法为金属铸造 材料为 灰口铸铁，确定加工余量等级为D ～F 。

（2） 铸件尺寸公差 根据表5—3毛坯铸件的基本尺寸处于100～160之间，则铸件的尺寸公差等级取IT8级，尺寸公差为1.8mm 。

（3） 确定机械加工余量 根据查表得毛坯的加工余量等级为D ～F ，以及铸件的尺寸，定铸件的机械加工余量为1.5mm 。

（4） 根据成型零件的基本尺寸，以及确定的机械加工余量和铸件的尺寸公差确定毛坯的尺寸为基本尺寸加上2mm 。

（5） 设计毛坯图
如下图：
3、工艺规程设计
3.1基面的选择
（1）粗基准的选择对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是加强筋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一个V形块支承Φ45圆的外轮廓作主要定位，以限制z轴移动、z轴转动、y轴移动、y轴转动四个自由度。

再以一面定位消除x轴移动和x轴转动两个自由度，达到完全定位,就可加工Φ25的孔。

（2）精基准的选择主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用Φ25的孔作为精基准。

3.2确定工艺路线
表3.2工艺路线方案二
第二条工艺路线不同于第一条是将“工序5钻Ф14孔，再加工螺纹孔M8”变为“工序7粗精铣M6上端面”其它的先后顺序均没变化。

通过分析发现这样的变动影响生产效率。

而对于零件的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。

以Ф25mm的孔外轮廓为精基准，先铣下端面。

再钻锥孔，从而保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。

符合先加工面再钻孔的原则。

若选第二条工艺路线而先上端面，再“钻Ф14孔，加工螺纹孔M8”不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是否重合这个问题。

所以发现第二条工艺路线并不可行。

从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。

所以我决定以第一个方案进行生产。

具体的工艺过程如表3.3所示。

4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
杠杆的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg ，生产类型为大批生产。

由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：
由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。

由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。

毛坯与零件不同的尺寸有：(具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献[14]的铣刀类型及尺寸可知选用6mm 的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为0.5mm 。

1）加工Φ25的端面，根据参考文献[8]表4-35和表4-37考虑2mm ，粗加工1.9mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工0.1mm ，同理上下端面的加工余量都是2mm 。

2）对Φ25的内表面加工。

由于内表面有粗糙度要求1.6。

可用一次粗加工1.9mm ，一次精加工0.1mm 就可达到要求。

3）加工宽度为30mm 的下平台时，用铣削的方法加工台肩。

由于台肩的加工表面有粗糙度的要求 6.3a R m μ=，而铣削的精度可以满足，故采取分四次的铣削的方式，每次铣削的深度是2.5mm 。

4）钻锥孔Φ12.7时要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见，仍然采用Φ12的钻头，切削深度是2.5mm 。

5）钻Ф14阶梯孔，由于粗糙度要求 3.2a R m μ=，因此考虑加工余量2mm 。

可一次粗加工1.85mm ，一次精加工0.15就可达到要求。

6）加工M8底孔，根据参考文献[8]表4-23考虑加工余量1.2mm 。

可一次钻削加工余量1.1mm ，一次攻螺纹0.1就可达到要求。

7）加工2-M6螺纹，根据参考文献[8]表4-23考虑加工余量1.2mm 。

可一次钻削加工余量1.1mm ，一次攻螺纹0.1mm 就可达到要求。

8）加工2-M6端面，粗加工2mm 到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm ，可达到要求。

5、确定切削用量
工序1：粗、精铣25Φ孔下平面
（1）粗铣25Φ孔下平面
工件材料： HT200，铸造。

机床：X52K 立式铣床。

查参考文献[7]表30—34
刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：15YT ，100D mm = ，齿数8Z =，此为粗齿铣刀。

因其单边余量：Z=1.9mm
所以铣削深度p a ： 1.9p a mm =
每齿进给量f a ：根据参考文献[3]表2.4-75，取0.12/f a mm Z =铣削速度V ：参照参考文献[7]表30—34，取 1.33/V m s =。

机床主轴转速n ：1000V n d
π= 式（2.1） 式中 V —铣削速度；
d —刀具直径。

由式2.1机床主轴转速n ：
10001000 1.3360254/min 3.14100
V n r d π⨯⨯==≈⨯ 按照参考文献[3]表3.1-74 300/min n r =
实际铣削速度v ： 3.14100300 1.57/1000100060
dn
v m s π⨯⨯==≈⨯ 进给量f V ：0.128300/60 4.8/f f V a Zn mm s ==⨯⨯≈
工作台每分进给量m f ： 4.8/288/min m f f V mm s mm ===
εa ：根据参考文献[7]表2.4-81,40a mm ε=
（2）精铣25Φ孔下平面
工件材料： HT200，铸造。

机床： X52K 立式铣床。

参考文献[7]表30—31
刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：15YT ，100D mm = ，齿数12，此为细齿铣刀。

精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm
铣削深度p a ：0.1p a mm =
每齿进给量f a ：根据参考文献[7]表30—31，取0.08/f a mm Z =
铣削速度V ：参照参考文献[7]表30—31，取0.32/V m s =
机床主轴转速n ，由式（2.1）有：
100010000.326061/min 3.14100
V n r d π⨯⨯==≈⨯ 按照参考文献[7]表3.1-31 75/min n r =
实际铣削速度v ： 3.14100750.4/1000100060
dn
v m s π⨯⨯===⨯ 进给量f V ，由式（1.3）有：0.151275/60 2.25/f f V a Zn mm s ==⨯⨯=
工作台每分进给量m f ： 2.25/135/min m f f V mm s mm ===
工序2：加工孔Φ25到要求尺寸
工件材料为HT200铁，硬度200HBS 。

孔的直径为25mm ，公差为H7，表面粗糙度 1.6a R m μ。

加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔——Φ22mm
标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——Φ24.7mm 标准高速钢扩孔钻；铰孔——Φ25mm 标准高速铰刀。

选择各工序切削用量。

（1）确定钻削用量
1）确定进给量f 根据参考文献[7]表28-10可查出0.47~0.57/f mm r =表，由于
孔深度比0/30/22 1.36l d ==，0.9lf k =，故(0.47~0.57)0.90.42~0.51/f mm r =⨯=表。

查
Z535立式钻床说明书，取0.43/f mm r =。

根据参考文献[7]表28-8，钻头强度所允许是进给量' 1.75/f mm r >。

由于机床进给机构允许的轴向力max 15690F N =（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量" 1.8/f mm r >。

由于所选进给量f 远小于'f 及"f ，故所选f 可用。

2）确定切削速度v 、轴向力F 、转矩T 及切削功率m P 根据表28-15，由插入法得：
17/min v m =表，4732F N =表
51.69T N M =⋅表， 1.25m P kW =表
由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。

由参考文献[7]表28-3，0.88Mv k =，0.75lv k =，故
'
17/min 0.880.7511.22(/min)v m m =⨯⨯=表
''010********.22/min 162/min 22v mm n r d mm
ππ⨯===⨯表 查Z535机床说明书，取195/min n r =。

实际切削速度为：
022195/min 14/min 10001000
d n mm r v m ππ⨯⨯=== 由表28-5， 1.06MF MT k k ==，故
4732 1.065016()F N N =⨯=
51.69 1.0654.8T N m N m =⋅⨯=⋅
3）校验机床功率 切削功率m P 为
'/)m MM m P P n n k =表（
1.25(195/246) 1.06 1.05kW kW =⨯⨯=
机床有效功率
'
4.50.81 3.65E E m P P kW kW P η==⨯=>
故选择的钻削用量可用。

即
022d mm =，0.43/f mm r =，195/min n r =，14/min v m =
相应地
5016F N =，54.8T N m =⋅， 1.05m P kW =
（2）确定扩孔切削用量
1）确定进给量f 根据参考文献[7]表28-31，
f =⨯表（0.70.8）mm/r 0.7=0.490.56mm/r 。

根据Z535机床说明书，取f =0.57mm/r 。

2）确定切削速度v 及n 根据参考文献[7]表28-33，取25/min v m =表。

修正系数：
0.88mv k =，24.7221.02(/1.50.9)2
p pR a v p a k a -===根据
故 '
25/min 0.88 1.0211.22/min v m m =⨯⨯=表 ''
01000/)n v d π=表（
100011.22/min/(24.7)286/min
mm mm r π=⨯⨯= 查机床说明书，取275/min n r =。

实际切削速度为
3010v d n π-=⨯
3
24.7275/min 1021.3/min
mm r m π-=⨯⨯⨯= （3）确定铰孔切削用量
1）确定进给量f 根据参考文献[7]表28-36， 1.3~2.6f mm =表，按该表注4，进
给量取小植。

查Z535说明书，取 1.6/f mm r =。

2）确定切削速度v 及n 由参考文献[7]表28-39，取8.2/min v m =表。

由
参考文献[7]表28-3，得修正系数0.88Mv k =，0.99p a v k =
2524.7(/0.125 1.2)2
pR
p a a -==根据 故 '
8.2/min 0.880.997.14/min v m m =⨯⨯=表
''
01000/()n v d π=表
10007.14(/min)/(25)91.5/min
m mm r π=⨯⨯= 查Z535说明书，取100/min n r =，实际铰孔速度
3010v d n π-=⨯
325100/min 107.8/min mm r m π-=⨯⨯⨯=
（4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下： 钻孔：022d mm =，0.43/f mm r =，195/min n r =，14/min v m = 扩孔：024.7d mm =，0.57/f mm r =，275/min n r =，21.3/min v m = 铰孔：025d mm =， 1.6/f mm r =，100/min n r =，7.8/min v m =
工序3：粗精铣宽度为30mm 的下平台
（1）粗铣宽度为30mm 的下平台
加工条件：
工件材料： HT200，铸造。

机床：X52K 立式铣床。

查参考文献[7]表30—34
刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：15YT ，100D mm = ，齿数8Z =，此为粗齿铣刀。

因其单边余量：Z=2mm
所以铣削深度p a ：2p a mm =
每齿进给量f a ：根据参考文献[3]表2.4-75，取0.12/f a mm Z =铣削速度V ：参照参考文献[7]表30—34，取 1.33/V m s =。

由式2.1得机床主轴转速n ：
10001000 1.3360254/min 3.14100
V n r d π⨯⨯==≈⨯ 按照参考文献[3]表3.1-74 300/min n r =
实际铣削速度v ： 3.14100300 1.57/1000100060
dn
v m s π⨯⨯==≈⨯ 进给量f V ：0.128300/60 4.8/f f V a Zn mm s ==⨯⨯≈
工作台每分进给量m f ： 4.8/288/min m f f V mm s mm ===
εa ：根据参考文献[7]表2.4-81,30a mm ε=
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知30l mm =，
刀具切入长度l ：
10.5(3)l D = 式（2.2）
0.5(100(1~3) 5.3mm =+=
刀具切出长度2l ：取mm l 22=
走刀次数为1
（2）精铣宽度为30mm 的下平台
工件材料： HT200，铸造。

机床： X52K 立式铣床。

由参考文献[7]表30—31
刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：15YT ，100D mm = ，齿数12，此为细齿铣刀。

精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm
铣削深度p a ： 1.0p a mm =
每齿进给量f a ：根据参考文献[7]表30—31，取0.08/f a mm Z =
铣削速度V ：参照参考文献[7]表30—31，取0.32/V m s =
机床主轴转速n ，由式（2.1）有：
100010000.326061/min 3.14100
V n r d π⨯⨯==≈⨯ 按照参考文献[3]表3.1-31 75/min n r =
实际铣削速度v ： 3.14100750.4/1000100060
dn
v m s π⨯⨯===⨯ 进给量f V ，由式（2.3）有：0.151275/60 2.25/f f V a Zn mm s ==⨯⨯=
工作台每分进给量m f ： 2.25/135/min m f f V mm s mm ===
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知40l mm =
刀具切入长度1l ：精铣时1100l D mm ==
刀具切出长度2l ：取mm l 22=
走刀次数为1
工序4： 钻Ф12.7的锥孔
工件材料为HT200铁，硬度200HBS 。

孔的直径为12.7mm ，，表面粗糙度 6.3a R m μ=。

加工机床为Z535立式钻床，钻孔——Φ12mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——Φ12.7mm 标准高速钢扩孔钻。

选择各工序切削用量。

（1）确定钻削用量
1）确定进给量f 根据参考文献[7]表28-10可查出0.47~0.57/f mm r =表，由于
孔深度比0/30/22 1.36l d ==，0.9lf k =，故(0.47~0.57)0.90.42~0.51/f mm r =⨯=表。

查
Z535立式钻床说明书，取0.43/f mm r =。

根据参考文献[7]表28-8，钻头强度所允许是进给量' 1.75/f mm r >。

由于机床进给机构允许的轴向力max 15690F N =（由机床说明书查出），根据参考文献[7]表28-9，允许的进给量" 1.8/f mm r >。

由于所选进给量f 远小于'f 及"f ，故所选f 可用。

2）确定切削速度v 、轴向力F 、转矩T 及切削功率m P 根据参考文献[7]表28-15，由插入法得：
17/min v m =表，4732F N =表
51.69T N M =⋅表， 1.25m P kW =表
由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。

由参考文献[7]表28-3，0.88Mv k =，0.75lv k =，故
'
17/min 0.880.7511.22(/min)v m m =⨯⨯=表
'
'
010********.22/min 162/min 22v mm n r d mm ππ⨯===⨯表 查Z535机床说明书，取195/min n r =。

实际切削速度为：
022195/min 14/min 10001000
d n mm r v m ππ⨯⨯=== 由参考文献[7]表28-5， 1.06MF MT k k ==，故
4732 1.065016()F N N =⨯=
51.69 1.0654.8T N m N m =⋅⨯=⋅
3）校验机床功率 切削功率m P 为
'/)m MM m P P n n k =表（
1.25(195/246) 1.06 1.05kW kW =⨯⨯=
机床有效功率
'
4.50.81 3.65E E m P P kW kW P η==⨯=>
故选择的钻削用量可用。

即
022d mm =，0.43/f mm r =，195/min n r =，14/min v m =
相应地
5016F N =，54.8T N m =⋅， 1.05m P kW =
（2）确定扩孔切削用量
1）确定进给量f 根据参考文献[7]表28-31，
f =⨯表（0.70.8）mm/r 0.7=0.490.56mm/r 。

根据Z535机床说明书，取f =0.57mm/r 。

2）确定切削速度v 及n 根据参考文献[7]表28-33，取25/min v m =表。

修正系数：
0.88mv k =，24.7221.02(/1.50.9)2
p pR
a v p a k a -===根据 故 '
25/min 0.88 1.0211.22/min v m m =⨯⨯=表
''
01000/)n v d π=表（
100011.22/min/(24.7)286/min
mm mm r π=⨯⨯= 查机床说明书，取275/min n r =。

实际切削速度为
3010v d n π-=⨯
3
24.7275/min 1021.3/min
mm r m π-=⨯⨯⨯= 工序5：钻M8螺纹孔锪钻Φ14阶梯孔
（1）加工M8底孔
工件材料为HT200铁，硬度200HBS 。

孔的直径为8mm 。

加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至Φ7，选用Φ7的麻花钻头。

攻M8螺纹，选用M8细柄机用丝锥攻螺纹。

切削深度p a ：10.5p a mm =
进给量f ：根据参考文献[5]表2.4-39，取r mm f /25.0=
切削速度V ：参照参考文献[5]表2.4-41，取s m V /43.0=
由式（2.1）机床主轴转速n ：
010*******.43601174/min 3.147
V n r d π⨯⨯==≈⨯，取900/min n r =
实际切削速度V '：0 3.1479000.33/1000100060
d n
V m s π⨯⨯'==≈⨯ 被切削层长度l ：12.5l mm =
刀具切入长度1l ：17(1~2)1202 4.122
r D l ctgk ctg mm =+=︒+≈ 刀具切出长度2l ：02=l
走刀次数为1
攻M8×1.5的螺纹
机床：Z535立式钻床
刀具：细柄机用丝锥（8 1.5M ⨯）
进给量f ：由于其螺距mm p 5.1=,因此进给量r mm f /5.1=
切削速度V ：参照参考文献[5]表2.4-105，取min /88.8/148.0m s m V ==
由式（2.1）机床主轴转速n ：
010*******.88353.5/min 3.148
V n r d π⨯==≈⨯，取360/min n r = 丝锥回转转速0n ：取360/min n n r =
实际切削速度V '：0 3.1483600.15/1000100060
d n
V m s π⨯⨯'==≈⨯ （2）锪钻Φ14阶梯孔
工件材料为HT200铁，硬度200HBS 。

孔的直径为14mm ，表面粗糙度 3.2a R m μ=。

加
工机床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔——Φ14mm 小直径端面锪钻。

1）确定切削用量
确定进给量f 根据参考文献[7]表28-10可查出0.25~0.31/f mm r =表，由于孔深
度比0/3/120.25l d ==， 1.0lf k =，故(0.25~0.31) 1.00.25~0.31/f mm r =⨯=表。

查Z535立
式钻床说明书，取0.23/f mm r =。

根据参考文献[7]表28-8，钻头强度所允许是进给量' 1.75/f mm r >。

由于机床进给机构允许的轴向力max 15690F N =（由机床说明书查出），根据参考文献[7]表28-9，允许的进给量" 1.8/f mm r >。

由于所选进给量f 远小于'f 及"f ，故所选f 可用。

确定切削速度v 、轴向力F 、转矩T 及切削功率m P 根据表28-15，由插入法得：
17/min v m =表，4732F N =表
51.69T N M =⋅表， 1.25m P kW =表
由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。

由参考文献[7]表28-3，0.88Mv k =，0.75lv k =，故
'
17/min 0.880.7511.22(/min)v m m =⨯⨯=表
''010********.22/min 298/min 12v mm n r d mm
ππ⨯===⨯表 查Z535机床说明书，取195/min n r =。

实际切削速度为
012195/min 7.35/min 10001000
d n mm r v m ππ⨯⨯=== 由参考文献[7]表28-5， 1.0MF MT k k ==，故
4732 1.04732()F N N =⨯=
51.69 1.051.69T N m N m =⋅⨯=⋅
校验机床功率 切削功率m P 为
'/)m MM m P P n n k =表（
1.25(195/298) 1.00.82kW kW =⨯⨯=
机床有效功率
'
4.50.81 3.65E E m P P kW kW P η==⨯=>
故选择的钻削用量可用。

即
012d mm =，0.23/f mm r =，195/min n r =，7.35/min v m =
相应地
4732F N =，51.69T N m =⋅，0.82m P kW =
工序6：粗精铣M6上端面
工件材料为HT200铁，硬度200HBS 。

要求粗糙度 3.2a R m μ=，用回转分度仪加工，粗精铣与水平成36゜的台肩。

用立式铣床X52K ，使用组合夹具。

（1）粗铣M6上端面
加工条件：
工件材料： HT200，铸造。

机床：X52K 立式铣床。

查参考文献[7]表30—34
刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：15YT ，100D mm = ，齿数8Z =，此为粗齿铣刀。

因其单边余量：Z=2mm
所以铣削深度p a ：2p a mm =
每齿进给量f a ：根据参考文献[3]表2.4-75，取0.12/f a mm Z =铣削速度V ：参照参考文献[7]表30—34，取 1.33/V m s =
由式（2.1）机床主轴转速n ：
10001000 1.3360254/min 3.14100
V n r d π⨯⨯==≈⨯ 按照参考文献[7]表3.1-74 300/min n r =
实际铣削速度v ： 3.14100300 1.57/1000100060
dn
v m s π⨯⨯==≈⨯ 进给量f V ：0.128300/60 4.8/f f V a Zn mm s ==⨯⨯≈
工作台每分进给量m f ： 4.8/288/min m f f V mm s mm ===
εa ：根据参考文献[7]表2.4-81,40a mm ε=
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知40l mm =，
刀具切入长度1l ：
10.5(3)l D =
0.5(100(1~3)7mm =+=
刀具切出长度2l ：取mm l 22=
走刀次数为1
（2）精铣M6上端面
加工条件：
工件材料： HT200，铸造。

机床： X52K 立式铣床。

参考文献[7]表30—31
刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：15YT ，100D mm = ，齿数12，此为细齿铣刀。

精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm
铣削深度p a ： 1.0p a mm =
每齿进给量f a ：根据参考文献[7]表30—31，取0.08/f a mm Z =
铣削速度V ：参照参考文献[7]表30—31，取0.32/V m s =
机床主轴转速n ，由式（1.1）有：
100010000.326061/min 3.14100
V n r d π⨯⨯==≈⨯ 按照参考文献[3]表3.1-31 75/min n r =
实际铣削速度v ： 3.14100750.4/1000100060
dn
v m s π⨯⨯===⨯ 进给量f V ，由式（2.3）有：0.151275/60 2.25/f f V a Zn mm s ==⨯⨯=
工作台每分进给量m f ： 2.25/135/min m f f V mm s mm ===
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知40l mm =
刀具切入长度1l ：精铣时1100l D mm ==
刀具切出长度2l ：取mm l 22=
走刀次数为1
工序7：钻2-M6
工件材料为HT200铁，硬度200HBS 。

孔的直径为6mm 。

加工机床为Z535立式钻床，加工工
序为钻孔至Φ5，选用Φ5的麻花钻头。

攻M6螺纹，选用M6细柄机用丝锥攻螺纹。

切削深度p a ：mm a p 25.4=
进给量f ：根据参考文献[5]表2.4-39，取r mm f /25.0=
切削速度V ：参照参考文献[5]表2.4-41，取s m V /43.0=
由式（2.1）机床主轴转速n ：
010*******.43601643/min 3.145
V n r d π⨯⨯==≈⨯，取900/min n r = 实际切削速度V '：0 3.1459000.24/1000100060
d n
V m s π⨯⨯'==≈⨯ 被切削层长度l ：15l mm =
刀具切入长度1l ：15(1~2)1202 3.522
r D l ctgk ctg mm =+=︒+≈ 刀具切出长度2l ：02=l
走刀次数为1
攻M6×1.5的螺纹
机床：Z535立式钻床
刀具：细柄机用丝锥（6 1.5M ⨯）
进给量f ：由于其螺距mm p 5.1=,因此进给量r mm f /5.1=
切削速度V ：参照参考文献[5]表2.4-105，取min /88.8/148.0m s m V ==
由式（2.1）机床主轴转速n ：
010*******.88471.3/min 3.146
V n r d π⨯==≈⨯，取480/min n r = 丝锥回转转速0n ：取480/min n n r =
实际切削速度V '：0 3.1464800.15/1000100060
d n
V m s π⨯⨯'==≈⨯ 被切削层长度l ：15l mm =
刀具切入长度1l ：1 4.5l mm =
刀具切出长度2l ：02=l
走刀次数为1
工序8：校验
6、确定基本工时
（1）粗铣、精铣Φ25孔下平面
加工条件：
工件材料：HT200铸铁，b σ=200MPa
机床：X525K 机床
刀具：高速钢镶齿套式面铣刀
粗铣的切削工时
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知90l mm =，
刀具切入长度
l ：
10.5(3)l D =
0.5(100(1~3)7mm =+=
刀具切出长度2l ：取mm l 22=
走刀次数为1
机动时间1j t ：12190720.34min 288
j m l l l t f ++++==≈ 根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间10.41f t =
精铣的切削工时
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知90l mm = 刀具切入长度1l ：精铣时1100l D mm ==
刀具切出长度2l ：取mm l 22=
走刀次数为1
机动时间2j t ：122901002 1.42min 135
j m l l l t f ++++==≈ 根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间20.41f t =
铣Φ25孔下表面的总工时为：t=1j t +2j t +1f t +2f t =0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min
（2）钻孔
加工条件：
工件材料：HT200铸铁，b σ=200MPa
机床：Z535立式钻床
刀具：钻孔——标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——标准高速钢扩孔钻；铰孔——标准高速铰刀
钻孔工时：切入3mm 、切出1mm ，进给量0.43/f mm r =，机床主轴转速195/min n r =， 铰孔：025d mm =， 1.6/f mm r =，100/min n r =，7.8/min v m =
1t =（30+3+1）/0.43×195=0.41min
根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t =
扩孔工时：切入3mm 、切出1mm ，进给量0.57/f mm r =，机床主轴转速275/min n r =
2t =（30+3+1）/0.57×275=0.22min
根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间2 1.77f t =
铰孔工时：切入3mm 、切出1mm ，进给量 1.6/f mm r =，机床主轴转速100/min n r =
3t =（30+3+1）/1.6×100=0.21min
根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间3 1.77f t =
总工时：t=1t +2t +3t +1f t +2f t +3f t =0.41+0.22 +0.21+1.77+1.77+1.77=6.15min
（3）粗精铣宽度为30mm 的下平台
工件材料：HT200，金属模铸造
加工要求：粗铣宽度为30mm 的下平台，精铣宽度为30mm 的下平台达到粗糙度3.2。

机床：X52K 立式铣床
刀具：高速钢镶齿式面铣刀
计算切削工时
粗铣宽度为30mm 的下平台
根据参考文献[9]进给量f=3mm/z ，切削速度0.442m/s ，切削深度1.9mm ，走刀长度是249mm 。

机床主轴转速为37.5z/min 。

切削工时：1t =249/(37.5×3)=2.21min 。

根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间10.41f t =
精铣宽度为30mm 的下平台
根据参考文献[9]进给量f=3mm/z ，切削速度0.442m/s ，切削深度0.1mm ，走刀长度是249mm 。

机床主轴转速为37.5z/min 。

切削工时：2t =249/(37.5×3)=2.21min
根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间20.41f t =
粗精铣宽度为30mm 的下平台的总工时：
t=1t +2t +1f t +2f t =2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min
（4）钻锥孔Φ12.7
工件材料：HT200，金属模铸造，
加工要求：粗糙度要求 6.3a R m μ=，
机床：Z535立式钻床
刀具：高速钢钻头Φ12，
计算基本工时
用Φ12扩孔Φ12.7的内表面。

根据参考文献[9]进给量f=0.64mm/z ，切削速度0.193m/s ，切削深度是1.5mm ，机床主轴转速为195r/min 。

走刀长度是36mm 。

基本工时：
1t =2×36/(0.64×195)=0.58 min 。

根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t =
用Φ12.7扩孔Φ12.7的内表面。

根据参考文献[9]进给量f=0.64mm/z ，切削速度0.204m/s ，切削深度是0.5mm ，机床主轴转速为195r/min 。

走刀长度是36mm 。

基本工时：
2t =2×36/(0.64×195)=0.58 min 。

根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间2 1.77f t = 总的基本工时：t=1t +2t +1f t +2f t =4.7min 。

（5）钻M8底孔及锪钻Φ14阶梯孔
加工条件：
工件材料：HT200，金属模铸造，
机床：Z535立式钻床
刀具：高速钢钻头Φ7，M8丝锥，Φ14小直径端面锪钻 钻M8底孔的工时
被切削层长度l ：12.5l mm =
刀具切入长度1l ：17(1~2)1202 4.122
r D l ctgk ctg mm =+=︒+≈ 刀具切出长度2l ：02=l
走刀次数为1
机动时间j t ：1212.5 4.10.07min 0.25900
j l l l t fn +++==≈⨯ 根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t = 攻M8螺纹的工时
被切削层长度l ：10l mm =
刀具切入长度1l ：1 4.5l mm =
刀具切出长度2l ：02=l
走刀次数为1
机动时间j t ：1212010 4.510 4.50.05min 1.5360 1.5360j l l l l l l t fn fn ++++++=+=+≈⨯⨯ 根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t = 锪钻Φ14阶梯的工时
锪钻孔进给量0.23/f mm r =，机床主轴转速195/min n r =， 被切削层长度l ：3l mm =
刀具切入长度1l ：114(1~2)1202 6.222
r D l ctgk ctg mm =+=︒+≈ 刀具切出长度2l ：02=l
走刀次数为1
机动时间j t ：123 6.20.19min 0.25195
j l l l t fn +++==≈⨯ 由参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t =
t=j t +f t
t=0.19+1.77=1.96min
该工序的总工时为： 1.96+0.07+0.05+1.77+1.77=5.62min （6）粗精铣2-M6上端面 工件材料：HT200，金属模铸造
加工要求：粗铣宽度为30mm 的下平台，精铣宽度为30mm 的下平台达到粗糙度3.2。

机床：X52K 立式铣床
刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：15YT ，100D mm = ，齿数12，此为细齿铣刀。

粗铣2-M6上端面切削工时
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知40l mm =， 刀具切入长度1l ：
10.5(3)l D = 0.5(100(1~3)7mm =+= 刀具切出长度2l ：取mm l 22= 走刀次数为1 机动时间1j t ：1214072
0.17min 288
j m l l l t f ++++=
=≈ 根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间10.41f t = 精铣2-M6上端面切削工时
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知40l mm = 刀具切入长度1l ：精铣时1100l D mm == 刀具切出长度2l ：取mm l 22= 走刀次数为1 机动时间2j t ：122401002
1.05min 135
j m l l l t f ++++=
=≈ 根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间20.41f t =
铣2-M6上端面切削总工时：t=1j t +2j t +1f t +2f t =0.17+1.05+0.41+0.41=2.04min
（7）钻2-M6螺纹孔
钻锥孔2－Φ6到2－Φ5。

用Φ5的钻头，走刀长度38mm ，切削深度2.5mm ，进给量0.2mm/z ，切削速度0.51m/s ，
被切削层长度l ：15l mm = 刀具切入长度1l ：15
(1~2)1202 3.522r D l ctgk ctg mm =+=︒+≈
刀具切出长度2l ：02=l 走刀次数为1
机动时间j t ：1215 3.5
0.08min 0.25800
j l l l t fn +++=
=≈⨯ 根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t = 攻M6螺纹
被切削层长度l ：15l mm = 刀具切入长度1l ：1 4.5l mm = 刀具切出长度2l ：02=l 走刀次数为1 机动时间j t ：1212015 4.515 4.5
0.05min 1.5480 1.5480
j l l l l l l t fn fn ++++++=
+=+≈⨯⨯ 根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t = 总工时为：t=2j t ++f t =3.75min
根据该零件的生产纲量为每年产4000件。

按一年360天，每天总工作时间为8小时。

则每个零件所需的额定时间为：t=360×8×60÷4000=43.2min 。

根据计算所得的机动时间t 机加上每道工序间的辅助时间。

所用是实际时间为：
27.98min 43.2min t t t =+==<辅实际机
所以该方案满足生产要求。

7、工艺卡片
8、专用夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。

在加工杠杆零件时，需要设计专用夹具。

根据任务要求中的设计内容，需要设计加工工艺孔Φ25夹具、铣宽度为30mm 的下平台夹具、钻M8底孔夹具钻2—M6螺纹底孔夹具各一套。

我所设计的夹具是孔Φ25夹具，根据 Ф25的圆柱内表面，加工时要保证
Ф25023
.00+的0.023公差要求，以及表面粗糙度Ra1.6，表面要求较高。

则其加工工艺孔的夹具将用于组合钻床，刀具分别为麻花钻、扩孔钻、铰刀对工件上的工艺孔进行加工。

8.1加工工艺孔Φ25夹具设计
本夹具主要用来钻、扩、铰工艺孔Φ25。

这个工艺孔有尺寸精度要求为+0.023，表面粗糙度要求，表面粗糙度为 1.6a R m μ=，与顶面垂直。

并用于以后各面各孔加工中的定位。

其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。

本到工序为杠杆加工的第二道工序，加工到本道工序时只完成了杠杆下表面的粗、精铣。

因此再本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

8.1.1定位基准的选择
由零件图可知，工艺孔位于零件中心偏左，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应。